慕尼黑上海电子展解读：科技巨头竞相布局，数据中心绿色转型势在必行
在全球数字化浪潮下，数据中心重要性凸显，市场规模持续增长，成为各国投资热点。人工智能发展推动数据中心技术创新，如液冷技术、电源管理优化等。但算力需求与能耗激增，数据中心绿色转型迫在眉睫，可再生能源与储能技术应用是关键。
在全球数字化浪潮的推动下，数据中心作为支撑云计算、人工智能（AI）、大数据分析以及物联网（IoT）等尖端技术的核心支柱，其重要性日益凸显。因为数据中心不仅承载着海量数据的存储与处理任务，还是实现高效网络服务、促进科技创新不可或缺的基石。据权威预测，到2032年，全球数据中心市场规模将实现约11.5%的复合年增长率，这彰显出该领域蓬勃发展的强劲势头与巨大潜力。
2025慕尼黑上海电子展将于4月15-17日在上海新国际博览中心举办！
01 数据中心建设成为各国投资热点
随着人工智能，尤其是大模型等技术高速发展，高性能计算需求和存储需求也在不断增加，各国数据中心建设呈现出强劲增长势头，谷歌、微软、Meta等科技巨头纷纷入局，投资数十亿美元用于数据中心扩建。近日，谷歌公司表示，将在南美洲乌拉圭的卡内洛内斯开设其在拉丁美洲的第二个数据中心，并投资超过8.5亿美元。这是谷歌在拉美建的第二座数据中心。据报道，谷歌还考虑在越南胡志明市附近建立一个超大规模的数据中心，预计将于2027年完工。此外，24年4月，谷歌宣布投资30亿美元，在印第安纳州建立一个数据中心园区，并在弗吉尼亚州扩建数据中心；5月份谷歌表示，将在马来西亚投资20亿美元，在该国开发数据中心和谷歌云区域。
我国数据中心市场相比欧美国家起步较晚，但受益于“互联网+”、大数据战略、数字经济等国家政策指引以及移动互联网的快速发展，我国数据中心市场规模持续高速增长。中商产业研究院发布的《2024-2029年中国数据中心建设市场需求预测及发展趋势前瞻报告》显示，2023年中国数据中心市场规模约为2407亿元，同比增长26.68%。中商产业研究院分析师预测，2024年中国数据中心市场规模将达3048亿元。
图源丨中商产业研究院
国家数据局局长刘烈宏表示，中国已投入超过435亿元人民币（约合61.2亿美元）用于建设计算数据中心，拉动投资超过2000亿元，机架总规模超过195万架，整体上架率达63%左右。
02 人工智能带动数据中心的发展趋势
人工智能的快速崛起对经济和社会产生了深远影响，而这风光无限的背后，离不开基础建设的支持。数据中心作为新一代数字技术如人工智能、5G和云计算发展的核心枢纽与关键算力平台，是推动科技创新和社会数字化转型的关键力量。根据Data Bridge Market Research研究，到2029年，人工智能基础设施市场预计将达到4220亿美元复合年增长率为44%。IEEE主席Tom Coughlin表示：“人工智能将刺激更多的数据中心使用、现有数据中心的扩展和新数据中心的创建。”
人工智能的高能耗需求推动数据中心积极采用创新技术，以提高能源利用效率。液冷技术是一种以液体作为冷媒，利用液体流动将数据中心ICT设备内部元器件产生的热量传递到设备外，使ICT设备的发热部件得到冷却，从而保证ICT设备安全运行。当下，液冷技术已成为数据中心提升供冷能力以满足日益增长的机柜密度与功率的上佳途径。根据行业观察，仅采用传统风冷技术的数据中心PUE极限值为1.25，而采用液冷技术后，数据中心PUE值可低于1.1，比传统风冷技术节电20%。
IT基础设施产品、方案和服务提供商浪潮信息就推出支持多元算力和多模算法的新一代模块化液冷智算中心，该模块化液冷智算中心遵循“以系统为核心”的设计理念，从算效、能效、调度管理、交付等方面，实现了整体性能的优化，可根据客户风冷机房条件下液冷服务器部署需求和客户新建液冷数据中心需求进行灵活定制。浪潮信息的液冷数据中心建设方案采用业界极为成熟的冷板式液冷技术，由液冷一次侧单元、液冷二次侧单元、液冷T设备单元、数据中心基础设施单元、风冷T设备单元和云数智融合单元等六个部分组成。
图源丨液冷数据中心基本组成
国内核心信息基础设施优质企业中科曙光也推出浸没式液冷解决方案，该方案采用了相变浸没式液冷，冷却液为电子氟化液，可应用于高密度的智算中心。据介绍，相变浸没液冷系统在6大关键技术实现了创新突破。具体来看，在浸没冷媒新材料上实现了联合研发、自主可控；材料兼容性技术上，构建了兼容性数据库；高速信号衰减抑制技术上，能提供信号完整性的保障；结构密封与机电转接上，实现了气液循环的密封解决方案；高效相变换热技术上，完成了液冷的创新应用；相变换热自动控制技术上，可进行智能化系统管理。
图源丨中科曙光
英特尔也推出了下一代G-Flow浸没式液冷机柜相关技术。该技术采用的是单相浸没式液冷，值得注意的是，在这套解决方案中，冷却液采用的是埃克森美孚新研发的无PFAS浸没式冷却液（某种碳氢合成油），相较于传统的氟化液更为环保。
另一方面，优化电源管理效益同样至关重要。作为服务器电源产品的市场领导者，英飞凌（展位号：N5.501）着手优化DC-DC设计，协助从业者打造可兼顾性能与能耗两大考量的数据中心，新款的IPOL系列产品TDM3883和TDM3885单输出降压转换器都采用了模组式封装，将电感与电容等离散元件集成至模组内，可节约80%的PCB占板面积。
TDM3883和3885 IPOL是完全集成的单输出降压转换器，能够提供高达3A/4A的连续负载，具有高效、出色的线路和负载调节能力，并且支持4.5 V – 14 V的宽输入电压范围。集成的电感和电容元件减少了外部组件的数量，有利于轻松实现更高功率密度的设计。与分立式解决方案相比，该集成解决方案通过大限度地减少PCB走线来降低寄生参数，提升性能。与此同时，由于封装尺寸极小，为客户的解决方案释放更多的可能性。对于这两款经过优化的电源模块，英飞凌在可靠性测试和成品测试（FT）中对集成的电感和电容元件都进行了严格测试，这进一步减轻了客户的工作量，使得他们无需再进行无源元件的选型和测试。
图源丨英飞凌
面对数据中心电源能耗的挑战，全球性的综合电子元器件制造商村田制作所（展位号：N1.300）面向数据中心整机柜供电，提供了完整的解决方案。产品系列包含：电源箱，AC/DC电源模块，输入自动切换ATS模块，远程管理单元RMU，电池备份系统以及适配ORV3机架产品等。村田的解决方案通过安全、高性能的集中式供电，追根溯源，提供底层解决方案，有效降低数据中心运行过程中产生的热量，并将其转换为算力，从而提升数据中心的能耗使用效率。此外，村田创新的电池备份BBU模式能够在数据中心发生意外掉电事故时，提供短时间输入电源的切换，以灵活备电方式有效保障数据安全。
在功率半导体方面，村田的MYC0409拥有目前业界高水准的功率密度（5.4kW/inch3），且支持48V输入电压的4倍率变比降压DC-DC“电荷泵模块。PE24103和PE24108采用创新的两级设计，将电容器分配器充电泵与4相降压调节器结合，高度更低，体积更紧凑。
03数据中心绿色转型迫在眉睫
加快数据中心等数字基础设施的绿色低碳转型，有助于释放节能低碳与扩产增效的双重新动力，推动数字化与绿色化协同发展。然而，当前数据中心的规模扩张与算力需求增速快于能效提升与用能转型的进度，使其逐渐成为数字经济产业中能源消耗的主要来源。根据国际能源署、波士顿咨询集团、日本电力中央研究所等机构的预测，全球数据中心的用电量将持续快速增长。美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究显示，近年来，人工智能对数据中心用电增长的贡献率已超过一半。
图源丨Goldman Sachs
数据中心作为信息时代的基础设施，其能耗问题不仅关系到运营成本，更对环境产生深远影响。国家发展改革委等部门印发的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》强调了“想要实现绿色低碳发展，可再生能源利用率的提高是关键”。要实现这一目标，除了提升电网中新能源装机并网外，还需要数据中心提升“专属”可再生能源发电能力。这意味着数据中心不仅要依赖公共电网提供的新能源，还需要自建或合作建设专属的可再生能源发电设施，如太阳能电站、风力发电场等。这些专属发电设施可以直接为数据中心供电，减少对传统化石能源的依赖，从而降低碳排放。华为的智能光伏系统能够智能跟踪太阳光的变化，优化光伏板的工作效率，从而提高发电量。这种技术的应用不仅可以为数据中心提供稳定的绿色电能，还可以灵活地与其他能源管理系统集成，实现综合能源管理。
然而，单靠可再生能源发电并不足以完全解决问题。可再生能源的发电具有间歇性和不稳定性，所以储能技术的应用显得尤为重要。储能系统可以在新能源发电过剩时储存电能，在发电不足时释放电能，确保数据中心的电力供应稳定可靠。当前，锂电池、液流电池等储能技术已经在一些数据中心得到了应用，但仍需进一步提升技术水平和经济性。
总之，面对不断攀升的算力需求与能耗挑战，数据中心向绿色低碳转型已是大势所趋。通过采用可再生能源以及先进的储能解决方案，不仅能有效降低运营成本，减少碳足迹，还能促进整个产业链向更加可持续的方向发展。尽管存在技术与经济性的多重挑战，但诸如智能光伏系统与高效储能技术的应用，正逐步展示出解决这些问题的潜力。未来，随着技术创新的步伐加快，政策支持的力度加大，我们有理由相信，构建高效、绿色的数据中心将成为现实，进而支撑起一个更加环保、更具韧性的数字世界。
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